CN1174305A - 带有零发动机飞轮转矩确定的自动传动系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于至少部分自动的传动系统(100)的控制系统和方法,其包括确定产生导至飞轮转矩为零(TFW20)的总发动机输出转矩(TEG(用于零飞轮转矩))所需的发动机加注燃料的装置。该发动机(102)加注燃料至这样的程度,即要求在某些预定状况时,例如在当前的啮合变速比脱开时或在节流复原时,使飞轮转矩为零的程度。

Description

带有零发动机飞轮转矩确定的 自动传动系统控制方法
本申请涉及两个都处在审查中的美国专利申请U.S No.08/242824和08/309713，该两者属于本申请所属的伊顿(EATON)公司。
本发明涉及用于至少部分自动的车辆的机械传动系统的换挡控制方法/系统，该传动系统包括在现有车辆运行状况下确定产生零驱动线路转矩(即零飞轮转矩)所需的发动机总的输出转矩的控制技术，并且在各种预定的状况下，发动机可产生这样的总输出转矩。本发明的换挡控制利用发动机的转矩数据(最好是一种在一电子数据传输装置中相互连通的电子发动机)，与车辆机/或发动机加速数据一起来确定各种控制参数。
在现有技术中，公知的全自动和半自动车辆机械传动系统，和全自动或部分自动换挡执行系统采用电子控制单元，通常为微处理机控制器。上述自动机械传动系统的例子可参照美国专利：US-3961546；US-4361060；US-4425620；US-4595986；US-4631679；US-4648290；US-4722248；US-5038627；US-5053959；US-5053961；US-5053962；US-5063511；US-5081588；US-5089962；US-5089965；US-5133229；US-5172609；US-5231582；US-5272939；US-5335566；US-5435212；US-5508916和US-5509867，在此参照这些专利的公开内容。
根据一种改进的车辆传动控制，提供一种至少部分自动的车辆机械传动系统，该系统可精确地确定处于现有车辆运行状况下一表示发动机飞轮转矩的值。这种控制对于车辆自动机械传动系统特别有用，该传动系统通过与类似于SAEJ1922，SAEJ1939或ISO11898所建立的工业协议中一致的数据传输装置与一电子控制的内燃机相连接。
在一种改进控制的最佳方案中，上述的车辆自动机械传动系统控制是通过以下关系实现的：
TEG＝TFW+TBEF+TACCES+TACCEL其中：
TEG＝发动总机转矩；
TFW＝发动机飞轮转矩；
TBEF＝发动机的基本摩擦转矩(包括克服发动机内摩擦的转矩和使发动机制造厂所安装的附件运行(即水泵，油泵等)所需要的转矩)；
TACCES＝附件转矩(使车辆附件如空调，风扇，灯光等工作的转矩)；
TACCEL＝根据发动机的加速或减速和发动机惯性矩计算出的使发动机加速的转矩。
表示发动机总转矩(TEG)和发动机基本摩擦转矩的瞬时值可以在数据传装置中得到。TACCEL是根据所检测的发动机加速度(其可以是负值)和发动机的校正的惯性矩来确定的。附件转矩(TACCES)是一个恒定的确定值，其已由申请人确定，如果车辆用空档怠速运行，并且当该车辆运行时涉及到发动机减速速率以公知的并且基本上线性的方式变化时，该附件转矩值可作为发动机净转矩(即TEG-TBEF)。
一种用于至少部分自动控制的车辆机械传动系统的相应控制系统/方法可参照下述美国专利No US-5509867看出。该传动系统可以连续不断地适时更新表示飞轮转矩的控制参数(TFW)。
根据本发明，申请人已确定，在一定的预定的车辆运行状况下，传动性能可以通过使飞轮转矩(其通常等于与主离合器啮合的驱动线路转矩)等于零或基本上等于零的方法而得到改善，在现在车辆运动状况下导至零飞轮转矩状态所需的总的发动机转矩可以被确定，并且可控制发动机产生这样的总的发动机输出转矩。
因此，本发明的目的在于提供一种用于至少部分自动控制的传动系统的控制，其中在预定的运行状况下使总的发动机输出转矩等于在检测的车辆运行状况下导至零发动机飞轮/区动线路转矩的值。
本发明的这个和其他的目的和优点，通过以下结合附图的最佳方案的详细说明可以清楚地看出。
图1和1A所示为一种换挡范围一副变速器相结合型的复合传动装置的平面剖视图。
图2所示为图1所示的传动装置的一种现有技术的换挡样式图。
图3所示为最好是利用本发明的控制的一种实施半自动换挡的传动系统的示意方块图。
图4所示为图3所示传动系统用的换挡点的逻辑线路图。
图5A-5D所示为图3所示系统用的控制逻辑线路的流程图。
图6所示为本发明控制逻辑线路的流程图。
图7所示为发动机附件转矩与发动机动之间假设为线性关系的关系图。
仅仅为了参照方便，在以下说明中将采用一些术语，但它们并不是限制性的。词“向上”，“向下”，“向右”和“向左”表明参看附图的方向。词“向前”和“向后”分别指的是分别从图1所示的传动装置的左、右侧，以常规的方式安装在车辆中的传动装置的前端和后端。词“向内”和“向外”分别指的是向着和远离该装置和所表明的零件的几何中心的方向。所述术语包括上述提到的具体词及其演变出的词，和相似意义的词。
术语“复合传动”用于指明一种变速或变挡传动，该传动具有一主传动部分和一串连的辅助驱动系列单元，如一辅助传动部分，从而主传动部分的所选定的齿轮减速可以与辅助传递动部分所进一步选定的齿轮减速相复合。术语“加速”在这里是指从低速传动比换挡到高速传动比，而术语“减速”在这里是指从较高的速度的传动比换挡到较低速度的传动比。
图1和1A所示为一种换挡范围一副变速器相结合型的复合传动装置10，其特别适合于利用本发明的控制系统1方法控制。传动装置10包括有一与辅助传动部分14相串连的主传动部分12，辅助传动部分14具有换挡范围和副变速器型齿轮装置。典型地，传动装置10位于一单一的多部分的壳体16中，并包括有一输入主轴18，该输入主轴18由一原动机如一柴油机通过有选择地脱离，正常地合的主摩擦离合器而驱动。
在主传动部分12中，输入轴18带动用于驱动至少一个副轴组件22的输入齿轮20。最好是，在此结合参照现有技术中已知的和美国专利No.US-3105395和US-3335616中所公开的内容，输入齿轮20以基本相同的转速同时驱动一组基本相同的主要部分副轴组件。每一个主要部分副轴组件包括有由位于壳体16中的轴承支撑的主要部分副轴24，并设有与之固定连接的主要部分副轴齿轮30，32，34，36和38。一组主要部分驱动或主轴齿轮40，42和44环绕传动主轴46，并且如现有技术中已知的那样可借助滑动离合器卡圈48和50有选择地与主轴46离合并随之转动，且一次离合一下。离合器卡圈48也可以用于将输入齿轮20连接到主轴46上，以便在输入轴18和主轴46之间提供一种直接驱动的关系。典型地，离合器卡圈48和50通过分别连接到一换挡杆壳体组件56上的换挡拨叉或轭架52和54进行轴向定位，如现有技术所公知的那样，换挡拨叉或轭架52和54可以是多重换挡导轨型或单一换挡轴型的，并且其通过换挡杆57进行人工控制。在该最佳方案中，离合器卡圈48和50是公知的，非同步的，双动作爪型离合器。
主要部分的主轴齿轮44是倒挡齿轮，并且通过常规的中间齿轮57(见图1A)与副轴齿轮38相连续地啮合。主要部分的副轴齿轮32用于带动动力起动装置等。爪型离合器48和50是三位置离合器，如图所示，它们可以被定位在一对准中心的，轴向不移动，不啮合的位置上，或定位在一完全向右啮合或向左啮合的位置上。
辅助传动部分14与主要传动部分12相串接，并且如在此所参照的美国US4754665和US-5390561公开的内容所示，该辅助传动部分14是三层，四速相结合的副变速器/换挡范围型的。主轴46延伸到辅助部分14中，并由轴颈支承在输出轴58的内端中，输出轴58从传动装置的后端延伸。
辅助传动部分14包括有一组基本相同的辅助副轴部件60(见图1A)，其中每一个包括有由位于壳16中的轴承64和66支撑的，并且带动被固定的三个辅助部分副轴齿轮68，70和72随之转动的辅助副轴62。辅助副轴齿轮68恒定地与辅助部分的副变速器齿轮74相啮合并且支撑它。辅助副轴齿轮70恒定地与辅助部分副变速器/换挡范围齿轮76相啮合并支撑它，所述齿轮76围绕在输出轴58的端部并与主轴46的同心内端邻近。辅助部分副轴齿轮72恒定地与围绕输出轴58的辅助部分换挡范围齿轮78相啮合，并且支撑该齿轮78。
一滑动的双侧爪型离合器卡圈80用于有选择地将副变速器齿轮74，或副变速器/换挡范围齿轮76连接到主轴46上，同时，一个两位置同步离合器组件82用于有选择地将副变速器/换挡范围齿轮76，或换挡于范围齿轮78连接到输出轴58上。双动作爪型离合器卡圈80的结构和功能，基本上与主要传动部分12中的滑动离合器卡圈48和50的结构和功能相同，并且双动作同步离合器组件922的功能，基本上与现有技术的双动作同步离合器组件的结构和功能相同，其例子可以参照美国专利US-4125179和US-4462489所公开的内容。
副变速器爪型离合器80是一种两侧或双动作离合器组件，该组件可以有选择地被定位在最右或最左位置处，以便使齿轮76或74分别与主轴46相啮合。在现有技术中，分离器爪型离合器通过由一两位置的活塞制动器86控制的换挡拨叉84轴向定位，如现有技术中所公开的那样，该制动器86可通过位于换挡按钮上的驾驶员选择开关(如一按钮等)运行。两位置同步离合器组件82也可是一种两位置离合器，其可以有选择地被定位在它的最右或最左位置，以便有选择地将齿轮78或76分别与输出轴58离合。离合器组件82通过由两位置的活塞装置90操作的换挡拨叉88定位。
如图1-2所示，通过在向前和向后的轴线位置中有选择地轴向定位副变速器离合器80和换挡范围离合器82，可以存在有四种不同的主轴与输出轴的转动比。因此，辅助传动部分14是一种在输入(主轴46)和输出(输出轴48)之间具有四种可选择的速度或驱动比的换挡范围一副变速器相结合型的三层辅助部分。主要部分12设有一个倒挡和三个可供选择的向前速度。然而，可选择的主要部分前进挡变速比之一，即与主轴齿轮42相连的低速变速比，在高速挡范围内是不采用的。这样，根据要求和实用性，传动装置10恰当地设计为“(2+1)×(2)×(2)”型传动装置，其具有9个或10个可选择的向前速变。尽管离合器82，换挡范围离合器是一种同步离合器，但是双动作离合器卡圈80，副变速器离合器并不需要同步。
根据现有技术，如上述美国专利US-4944197所述，主要部分变速比通过换档杆人工地选择和实行，副变速器的换挡是由人工选择器换挡杆和通常位于该换挡杆上或构造在换挡旋钮中的按钮而人工选择的，并且通过远离的两位置的制动器实现换挡。换挡范围是人工地或自动地选择的，并通过远离的两位置的制动器来实现。可以设置一单独的换挡范围控制按钮/杠杆，或如图2所示，可采用“双H”操作杆型控制。换挡范围和副变速器制动器和此种类型的控制在现有技术中是公知的，参照已公开的美国专利US-4788889可以看到。
用于换挡传动装置10的先有技术挡位式样示意性地表示于图2中。在变速杆的每个挡位处沿垂直方向分开是指副变速器各挡位，而在水平方向从该H式样的3/4和5/6腿外运动到该H式样的7/8和9/10腿外意味着该传动装置的挡位从低速挡位传递到高速挡位。
为了完成传动装置10的挡位部分的换挡，除了变速杆移动到如图2所示的换挡式样的最右边的腿处之外，不需要操作者操作任何控制装置，设置一换挡范围控制阀门组件，其向位于活塞组件90上的从动阀门92提供一信号，以便对该换挡拨叉88进行换挡。
在本发明的一种实施中，包括与辅助部分14相连接的主要部分12的传动装置10的前进挡是由图3中所示的车辆半自动传动系统100半自动地实施的。主要部分12包括输入轴18，其通过主离合器104可运行地连接到车辆发动机102的驱动或曲柄轴上，并且辅助部分14的输出轴38通常通过驱动轴可运行地连接到车辆的驱动轮上(未示出)。
根据所述的挡位式样，借助于使该换挡杆57定位可人工选择可从主传动部分得到的变速比，并使之与所希望的主传动部分12的特定变速比配合。如下所述，主离合器104的操作及人工同步是不需要的。最好，该系统包括对换挡企图作出感测的装置并自动地采取行动使各转矩锁定条件最少或消除，从而允许从所啮合的主要部分的变速经更容易地换挡到该主要部分的空挡位置，并进一步允许所需的副变速器根据转矩间隔块速地实现预定的换挡，并换挡主空挡位置。
系统100包括用于感受发动机转速(ES)的传感器106，用于感受输入轴转速(1S)的传感器108，和用于感受输出轴转速(DS)并指示其所发出的信号的传感器110。发动机102是电子控制的，其包括在整个电子数据传装置(DL)中相连通的控制器112，该传装置在例如SAEJ-1922，SAEJ-1939，ISO11898等工业标准状况下运行。节流位置(操作人员要求)是一个用来选择换挡点和其他的控制逻辑线路的理想参数。可设置一单独的节流位置传感器113，或者节流位置(THL)可以从数据传装置中感测出。总发动机转矩(TEG)和发动机基本摩擦转矩(TBEF)也可从数据传装置中得到。
人工离合器踏板115控制该主离合器，并且传感器114提供一个表示离合器啮合或脱开状态的信号(CL)。离合器的状态也可以通过比较发动机速变和输入轴速变来确定。提供一副变速器制动器116，用于根据命令输出信号使该副变速器离合器82工作。换挡杆57具有一个可容纳有一传感装置的旋钮118，或具有可以感出司机的换挡意图的按钮120。传感器122提供一个表明司机向空挡换挡的意图是否存在的信号(ITS)。可以使用感受换挡杆运动的各种其他的传感器，如参照SAE论文No-840307中所述的那样。
驾驶员的控制显示单元124包括一个六位置换挡式样的示意图，其各自带有表示每个可选择啮合点的发光扭按钮或其他的显示元件126，128，130，132，134和136。该单元也包括一连接到选择高、低副变速器换挡范围的曲柄型控制装置上的按钮138，以便对停止及开始的副变速器位置进行选择。这种选择将由灯142和144表示。
·该系统包括一控制单元146，最好是上述美国专利US-4595986；US-4361065和US-5335566中所述的微处理机类型的控制单元，用于根据将控制输出信号150输出给系统动器如副变速器部分制动器116，发动机控制器112和显示单元124的预定逻辑规则接收输入信号并处理该输入信号。可以采用一单独的系统控制器146，或可以采用在整个电子数据传装置范围内连通的发动机(ECU)112。
副变速器制动器116可以是一两位置装置，或如在处于审查中的美国申请No 08/597304中所述的那样，是一个三位置装置，从而允许选择和维持副变速器部分的空挡。
只有副变速器动态地换上前进挡，如第三挡换成第四挡及第四挡换成第三档，可以自动而不需要驾驶员干预。作为例子，假设采用一三位置副变速器制动器，根据感受副变速器需要换挡，则发动机(ECU)146对动器116发出命令，在使该制动器向前到空档，并对发动机控制器112发出命令使转矩减小至最小或中断。一旦感受到副变速器为空档，就命令发动机以现有的输出轴转速运行至用于最终变速比的发动机同步转速(ES＝1S＝OS*GRT±ERROR)。考虑到反应时间，轴的转速和加速变，确定刚刚出现不同步的啮合时间，防止离合器相碰撞。这种类的自动副变速器的换档，已公开在上述美国专利US-4722248和US-5435212中。
传动装置10的啮合和空档(非啮合)状态可以通过对一个时间周期内输入轴/输出轴的转动和已知的变速比(1S/0S：GRFi＝1至00O±y？)进行对比来确定。可采用位置传感器来代替输入轴和输出轴速变逻辑线路或除采用输入轴和输出轴速度逻辑线路外，还可采用位置传感器。
当与一目标变速比啮合同步运行时，发动机转速直接达到并保持高于或低于(最好低于)真实的同步转速(ESSYNCHRO＝(OS×GRT)-45RPM)约30-100转/分(最好约60转/分)、以实现高质量的爪型离合器啮合且无碰撞。为了核实目标变速比的啮合，该系统期望输入轴转速等于输出轴转速与目标变速比的数值乘积，在时间周期约100至400毫秒期间加上，减去约10-30转/分(IS＝OS*GRT)±20RPM)。
前面所述逻辑线路根据输入和输出轴速度确定传动装置的啮合和空档状况，而不存在由为了目标变速比啮合的发动机同步所引起的不真实的啮合感测。
·当在偶数表示的变速比(即当处于高副变速器变速比时)并超过给定的发动机速变/输入轴转速(例如对柴油机约为1375转/分，调节到约2100转/分)时，适当的是将变速杆向上换挡(用一自动副变速器向下换挡)，并且如果驾驶员需要，该系统可以半自动地换挡。类似地，当处于奇数变速比时(即当处于低副变速器变速比时)并小于给定的发动机转速时(例如对于同样发动机约为1350转/分)，变速杆向下换挡(用一自动副变速器向上换挡)是适当的，并且如果驾驶员需要，该系统半自动地实现。图4所示为自动的副变速器换挡点和适合的变速杆换挡点的关系。可以看出，在系统100中，副变速器换挡是自动的，而变速杆换挡，伴随着副变速器换挡，要求驾驶员动手换挡并控制主要部分爪型离合器。
如果有的话，显示单元124会将现有啮合变速比的变速杆位置，和现有的用适当的变速杆换挡的变速杆位置告诉司机。在一种方案中，现有的啮合变速比的变速杆位置由稳定的发光按钮表示，而用适当的变速杆换挡的变速杆位置由闪光按钮表示。
假如第四齿轮被啮合，并且输入轴转速为1525转/分，那么3/4按钮130将稳定地发光，这表示第三或第四齿轮被啮合，并且当适当地向上换挡到第五齿轮时，5/6按钮132将闪光。驾驶员可以选择保持在第四齿轮处或决定向所希望的第五齿轮换挡。
当适当的副变速器换挡完成时(在此例中，副变速器从高向低换档)，如果驾驶员向空档移动变速杆并且空档用啮合的主离合器来确定，则3/4按钮将被熄灭，同时控制器146向发动机控制器发出命令，使发动机和输入轴转速接近同步值。根据所确定的并存在的同步状态，操作者可以容易地换档到5/6变速杆位置，而不采用离合器。根据第五齿轮啮合的确定，5/6按钮132将以稳定的方式发光。
最好，换挡旋钮118包括有一传感器或一试图换档铵钮120，通过该按钮120驾驶员将指示他打算起动一变速杆换挡的顺序。根据所接收的试图换挡的信号(17S)，控制器146将对发动机控制器112发出命令，从而通过燃料控制消除转矩闭锁，并且对辅助部分制动器116发出命令，从而预先选定所需的副变速器换档。这允许容易地从啮合变速比(第四齿轮)向空档换档，而不需要操作者节流操作或离合器脱开，从而提供快速的副变速器换档。不需要离合器脱开而消除转矩闭锁的发动机操作，在上述的美国专利US-4850238和US-5105387中已较详细地说明。最好，如果变速杆换档是不适合的话，则试图换档信号将不起作用。
根据本发明的控制，如以下详细所述，中断转矩加燃料使发动机产生一总转矩(TEG)，其将导至飞轮转矩为零(TFM20)。如上述美国US55089专利6所述，一类似技术可以利用，以保证涉及目标变速比的爪型离合器元件的完整啮合。在空档位置，向目标变速比变换时，操作者通常发出一周期性变动。另一方面，该系统可以告诉操作者什么时候发动机转速处于或接近足以允许变速杆移动到目标变速杆位置的同步转速。这可以通过发响警报器，单独的“准备好了-换挡”灯，和/或直接改变闪现同标变速杆位置的按钮的频率来实现。另外，如所参照的美国专利US-4023443所示，告诉操作者就可以防止或阻止，直到合适的同步状况出现前进行换挡。
根据换档的完成和确定，燃料供给的控制被反回到操作者。除了起动一停止操作之外，离合器踏板115并不希望使用。如果在换档操作过程中离合器被人工脱开，节流控制立刻反回到操作者。
根据本发明的另一方面内容，在节流复原期间，为了向返回操作者的燃油控制提供光滑的过渡，发动机的燃料供给逐级上升至使飞轮转矩为零的值，然后直线上升至驾驶员所需的值。
输出转速(OS)是一直被跟踪的，并且在一换档顺序期间如果转速的改变引起适合的或“最好齿轮”的改变，则新的“最好齿轮”将由一闪光的按钮表示，并且将同步。
在不设一个检测意图换档的传感器的情况下，为了完成变速杆换档(如第四档换成第五档)，操作者将从3/4变速杆位置向空档位置换档，在此时，如果离合器104被啮合，控制器将使所需要的副变速器向下换档，并且向发动机102供给燃料，导至发动机与输入轴转速同步，以便与第五齿轮目标变速比(ES＝IS＝(OS*3.16)±X)啮合。由于第五齿轮的啮合和确定，5/6按钮将稳定地发光，并且燃料供给控制将返回给操作者。在许多运行情况下，向空档位置换档将要求操纵者控制该节流和/或者离合器系统。
为了控制至少部分自动控制的车辆的机械传动系统，例如系统100，希望在一定的状况下在车驱动线路中出现基本上为零的转矩。这可以通过使飞轮转矩(TFW)为零来实现。如以下详细所述，在爪型离合器脱开，爪型离合器啮合和/或节流阀复原期间，经常希望给发动机供给燃料，以产生使飞轮转矩为零的总发动机转矩。
对于具有与SAFJ1922和J1939或ISO11898规定中确定类型的数据传装置连通的电子控制的发动机的重型车来说，发动机的转矩可以由下述关系式表示：
FEG＝TFW+FBEF+TACCES+TACCEL其中：
FEG＝总发动机转矩；
TFW＝飞轮转矩；
FBEF＝发动机的基本摩擦转矩；
TACCES＝附件转矩；
TACCEL＝加速发动机的转矩。
总发动机转矩(TEG)和发动机基本摩擦转矩(TBEF)是用于驱动发动机制造者所提供的装置(如油泵)和用于克服内部发动机摩擦所需要的转矩，是可在电子数据传输装置或数据库中获得的参数。加速发动机的转矩(TACCEL)是作为所感测的发动机加速变和知的发动机惯性矩的函数而确定的(TACCEL＝dES/dt*I发动机)。注意到TACCEL可以为正值或负值。
当车辆附件如灯，空调，风扇驱动装置等自动或由车辆操作者和/或乘客断开和接通时，附件转矩(TACCES)的值可以实质性地并且经常地变化。假设在发动机再次加燃料期间，发动机单独减速(发动机不制动)，则可以看到，发动机附件转矩(TACCES)和发动机减速速率(dES/dt)的变化是相互依的。当传动装置处于空档和/或主离合器全部脱开时，发动机的减速速率(dES/dt)为发动机的减速度的速率，而且发动机的供油处于最小值。当附件负载增加时，发动机的减速速率与其成正比地增加。
当车辆停止并且发动机空转、传动装置处于空档或主离合器脱离时，附件转矩(TACCES)基本上等于总发动机转矩减发动机的基本摩擦转矩(TEG-TBEF)。TEG-TBEF也称作“发动机净转矩”。此值最好从数据库或数据传装置中(DL)感测到，并且最好对该值进行滤选平均处理。
将发动机减速率(dES/dt率)与附件转矩(TACCES)按预定的并且基本上为线性的关系相关连的信息提供给该系统控制器146，其中发动机减速率等于A+(B×附件转矩)，此时A和B是预定的并是存储的参数。如果dES/dt速率的单位是RPM/秒，则TACCES的单位是磅-英尺，那么A的单位将是RPM/秒，而B的单位将是RPM/秒/磅一英尺。图7所示为这种关系的曲线图。上述美国专利No.5509867对该用于确定正轮转矩(TFW)的最佳方进行了更详细的说明。
如上所述，在一车辆机械传动系统中，当爪型离合器脱开或啮合时，和/或当向操纵者返回发动机供油控制时，常常重要的是产生至少一种瞬间零驱动线性转矩状态。
在电子发动机的情况下，发动机ECU显示出总发动机转矩。发动机的摩擦转矩以及其整体损失(如油泵，水泵等)。该转矩的大小没有将安装OEM附件(如空调、交流发电机等)考虑进去，也没有考虑到加速(或减速)发动机的转矩。
例如，在重型卡车以低变速齿轮加速期间，来自发动机的转矩大小在以大孔节流的情况下是令人满意的大。然而，发动机所产生的大多数转矩将加速发动机的转动惯性，只有一部分转矩从飞轮经过离合器实际用于使车辆运动。
因此(并特别适于本发明)，如果卡车在没有节流时正在以一定速度惯性滑行，则在飞轮上存在有一负转矩，其原因是车辆正在驱动发动机。在此状况期间，总的发动机转矩通常显示为零。然而，它需消耗转矩来拖动该发动机及附件并使该发动机加速(或减速-由于加速度为负值，这种转矩将从零正轮转矩中减去)。因此，它需要消耗发动机的一些燃料来产生零飞轮转矩。
此关系由下述公式表示：
FEG＝TFW+FBEF+TACCES+TACCEL如果希望驱动线为零(即零飞轮转矩)，则关系式为：
TFW＝O＝TEG-TBEF-TACCES-TACCEL或
TEG(零飞轮转矩)＝TBEF+TACCES+TACCEL
如果不考虑TACCEL(即如果在计算时，假设车辆的速度是低的，则关系式更简单。现有，在任意给定的时间，使飞轮产生零转矩状况的总发动机转矩(并且在驱动线内)是已知的。
在一自动传动系统中，由于控制从当前啮合的变速比向空档换档，从而可将发动机控制到TEG(零飞轮转矩)，或控制到正好大于或小于该TEG值高频振动值。在爪型离合器啮合期间，可以采用一种类似的逻辑线路，以确保该离合器完全插入。
·根据相当于零驱动线转矩的已知值，使瞬间转矩反向的峰值尽量地小和/或消除，并且大部分时间消耗于或靠近实际的零驱动线转矩处。
图6表示在图5中采用本发明的控制方法的加注燃料以中断转矩的逻辑方块图。
在一种半自动换档机行系统中，每当放开和/或踏上节流踏板时，零飞轮转矩加注燃料总是可以瞬间控制的。最好，零飞轮转矩状况被控制在只有约200-600毫秒，这对操作者是相对明显的，但如果这种情况是通过所感测到的节流控制而表明的情况，将足以允许较容易地向空档换档。在一最佳方案中，(a)，每当加速器踏板被放开时，零飞轮转矩总是被控制约400毫秒，(b)，每当加速器踏板被踏上时，零飞轮转矩总是被控制约250毫秒。
也可以注意到，在节流复原运行中，特别是如果操作者要求大于最大节流的5％，则一种平滑的节流复原是由首先将燃油加注到TEG(对于零驱动线转矩)，然后从此水平平滑地沿直线上升至由操作者节流位置所要求的发动机供油水平。
尽管本发明是用一定程度上的特殊性说明的。但应该懂得，各实施例只是用于对最佳实施方式进行示意性说明，在不脱离本发明以及后附权利要求的精神实质和范围的情况下，可作出各种形式的变化和各种细节的变化。

Claims (34)

1、一种用于控制至少部分自动的车辆的机械传动系统的方法，其包括一燃料控制发动机，一根据命令输出信号控制发动机加注燃料的发动机控制器，一个具有一由发动机驱动的输入轴的一输出轴及一控制单元的多速变机械传动装置，该控制单元用于根据预定的逻辑规律接收并处理该输入信号，从而发出命令输出信号，所述方法之特征为：在当时车辆运行状况下，确定使输入轴的转矩基本为零而所需的发动机加注燃料的程度；并用发动机加注燃料的所述程度的函数来控制该系统。
2、根据权利要求1所述方法，其特征是所述发动机加注燃料的程度是使TEG大致等于TBEF，TACCES和TACCEL的总和所需的发动机燃料量，其中：
TEG＝总发动机转矩；
TBF＝发动机基本摩擦转矩；
TACCES＝附件转矩；
TACCEL＝加速发动机转矩。
3、根据权利要求1所述方法，其特征是所述发动机加注燃料的程度为使TEG大约等于TBEF和TACCES的总和所需的发动机燃料，其中：
TEG＝总发动机转矩；
TBEF＝发动机基本摩擦转矩
TACCES＝附件转矩。
4、根据权利要求2所述方法，其特征是所述发动机通过一电子数据传装置与所述控制单元相连通，所述命令输出信号包括一个在所述数据传装置上传递的并要求发动机产生一指定的总发动机转矩(TEG)的信号。
5、根据权利要求3所述方法，其特征是所述发动机通过一电子数据传装置与所述控制单元相连通，所述命令输出信号包括一在所述数据传装置上传递的并要求发动机产生一指定的总发动机转矩(TEG)的信号。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征是所述系统包括一个用于感测操作者设置的节流阀位置的并用于提供一个显示的输出信号的传感器，所述方法还包括：在感测到所述节流踏板运动到其最小位置时使所述发动机在第一时间周期时以该发动机加注燃料的程度加注燃料。
7、根据权利要求6所述方法，其特征是所述第一时间周期约为300至450毫秒。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征是所述系统包括一用于感测操作者设置的节流阀位置的并用于提供一显示的输入信号的传感器，所述方法还包括：在感测到所述节流踏板运动到其最小移动位置时使所述发动机在第二时间周期时以该发动机加注燃料的程度加注燃料。
9、根据权利要求8所述方法，其特征是所述第二时间周期为大约100-300毫秒。
10、根据权利要求2所述方法，其特征是所述系统包括一用于感测操作者设置的节流阀位置的并用于提供一显示的输入信号的传感器，所述方法还包括：在感测到所述节流踏板运动到其最小移动位置时使所述发动机在第一时间周期时以该发动机加注燃料的程度加注燃料。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征是所述第一时间周期为大约300-450毫秒。
12、根据权利要求2所述方法，其特征是所述系统包括一用于感测操作者设置的节流阀位置的并用于提供一显示的输入信号的传感器，所述方法还包括：在感测到所述节流踏板运动到其最小移动位置时使所述发动机在第二时间周期时以该发动机加注燃料的程度加注燃料。
13、根据权利要求12所述方法，其特征是所述第二时间周期为大约100-300毫秒。
14、根据权利要求1所述方法，其特征是所述系统包括有一个根据命令输出信号控制所述传动装置换档的传动控制器，所述方法还包括：当需要变速比脱开时以发动机加注燃料的所述程度使所述发动机加注燃料。
15、根据权利要求2所述方法，其特征是所述系统包括有一个根据命令输出信号控制所述传动装置换档的传动控制器，所述方法还包括当需要变速比脱开时以发动机加注燃料的所述程度使所述发动机加注燃料。
16、根据权利要求1所述方法，其特征是所述系统包括有一个根据命令输出信号控制所述传动装置换档的传动控制器，所述方法还包括有当需要变速比啮合时以发动机加注燃料的程度使所述发动机加注燃料。
17、根据权利要求1所述方法，其特征是所述系统包括有一个根据命令输出信号控制所述传动装置换档的传动控制器，所述方法还包括有当需要变速比啮合时以发动机加注燃料的程度使所述发动机加注燃料。
18、根据权利要求1所述方法，其特征是所述发动机具一第一运行模式，其中发动机加注燃料是根据操作者的要求进行的，和一第二运行模式，其中发动机加注燃料不是操作者要求的函数，所述方法还包括使所述发动机加注燃料加到发动机从所述第一运行模式过渡到第二运引模式时加注燃料的程度加注燃料。
19、根据权利要求2所述方法，其特征是所述发动机具有第一运行模式，其中根据操作者的需要对发动机进行加注燃料，和一第二运行模式，其中发动机加注燃料不是操作者需要的函数，所述方法还包括使所述发动机加注燃料加到该发动从所述第二运行模式过渡到第一运行模式时加注燃料的程度加注燃料。
20、根据权利要求14所述方法，其特征是当变速比需要脱开时，使所述发动机以相对发动机加注燃料的程度高频振动的程度而加注燃料。
21、根据权利要求15所述方法，其特征是当变速比需要脱开时，使发动机以相对发动机加注燃料的程度进行高频振动的程度而加注燃料。
22、根据权利要求16所述方法，其特征是当变速比需要啮合时，使所述发动机以相对发动机加注燃料的程度高频振动的程度而加注燃料。
23、根据权利要求17所述方法，其特征是当变速比需要啮合时，使所述发动机以相对发动机加注燃料的程度高频振动的程度而加注燃料。
24、一种车辆半自动换档执行系统，其包括：一手动换档装置，该手动换档装置具有一由燃料控制发动机驱动的输入轴，一输出轴及一组可选择啮合并脱开的爪型离合器，该组离合器允许选取一组驱动变速比和空档并可借助于人工控制的换档杆而有选择地定位，该换档杆具有一组由档位式样图限定的并且是可选择的换档杆位置；
在现有车辆运行条件下用于确定使输入轴基本上为零转矩的发动机加注燃料的程度的装置；
当感测条件表示操作者试图转档至空档时，感测表示操作者试图将所述传动装置换档至空档并有效地自动使所述发动机加注燃料至发动机加注燃料的所述程度的各条件的装置。
25、根据权利要求24所述系统，其特征是所过发动机加注燃料的程度，是使TEG大约等于TBEF，TACCES和TACCEL的总和所需的发动机燃料量，其中：
TEG＝总发动机转矩；
TBF＝发动机基本摩擦转矩；
TACCES＝附件转矩；
TACCEL＝加速发动机转矩。
26、根据权利要求24所述系统，其特征是所述爪型离合器是非同步爪型离合器。
27、根据权利要求24所述系统，其中所述传动装置是一种副变速器型复合传动装置，当各感测条件表示操作者试图向空档换档时，所述装置可有效地自动地预选一副变速器档位。
28、根据权利要求24所述系统，其中所各状况包括操作者操作换档杆。
29、根据权利要求24所述系统，还包括有一意图换档开关，所述各状况包括所述开关的工作。
30、根据权利要求29所述系统，其特征是所述开关包括有一位于所述换档杆上的人工操作按钮。
31、根据权利要求2所述控制方法，其特征是所述发动机和所述控制单元，在整个电子数据传输装置(DL)中是连通的，所述电子数据传输装置(DL)传送表明总发动机转矩(TEG)和发动机基本摩擦转矩(TBEF)的信号。
32、根据权利要求25所述系统，其特征是所述发动机和所述控制单元，在整个电子数据传输装置(DL)中是连通的，所述电子数据传输装置(DL)传送表明总发动机转矩(TEG)和发动机基本摩擦转矩(TBEF)的信号。
33、根据权利要求24所述系统，其特征是所述状况包括操作者需要一最小的加注燃料量。
34、根据权利要求25所述系统，其特征是所述状况包括操作者需要一大于最小的加注燃料量。
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